par Clara Levan

Machines fascinantes, les robots ont pris une large place dans notre monde. Aujourd’hui, alors qu’ils investissent nos espaces publics et privés, il est important d’en maîtriser les usages.            L’exposition définit la robotique : concevoir des machines partiellement autonomes qui interagissent physiquement avec le milieu pour accomplir des tâches variées. Un robot doit pouvoir capter son environnement, s’y déplacer, le manipuler et communiquer.                                                                   Cette relative autonomie des machines est un changement culturel de grande ampleur. Pour mieux le comprendre, l’exposition révèle comment fonctionne un robot, elle décrit les grands axes de recherche, elle examine les enjeux économiques et sociaux.

Ce qui distingue fondamentalement un robot des autres machines, c’est sa capacité sensoriel- motrice. Il est doté d’organes de perception artificielle : des caméras, micros, capteurs d’efforts, gyroscopes, captent les signaux de l’environnement. Des algorithmes traitent ces signaux, prennent des décisions et envoient des consignes à ses moteurs. Son corps est composé d’éléments motorisés et articulés qui décrivent dans l’espace les mouvements nécessaires à l’exécution d’une tâche.

Cette capacité permet au robot de s’adapter à son environnement, d’interagir avec lui et de réaliser sa mission automatiquement dans un milieu donné, sans intervention humaine directe. La recherche en robotique tend à doter les robots d’une autonomie toujours plus grande. Le but est que l’usager puisse, par exemple, dire : « Apporte-moi ce stylo » et être obéi, sans savoir coder pour programmer l’exécution de cette tâche. C’est le robot lui-même qui alors se chargera de décomposer la tâche en instructions élémentaires.

Nous pouvons voir dans cette espace comment programmer un bras robotique articulé pour lui faire remplir des boîtes d’œufs. Il faut déterminer et combiner les mouvements de chaque partie du bras en tenant compte des limites des articulations et de l’environnement. Pour ce faire, on transpose le problème dans un espace abstrait, où chaque configuration du robot est représentée par un point. La solution est une trajectoire entre le point de départ et le point d’arrivée. Cette méthode universelle est exécutable par un ordinateur.

La meilleure façon de marcher

 Marcher, courir, taper dans un ballon…. Des tâches simples pour nous, un vrai défi pour la robotique. Observons un robot bipède : parmi toutes les combinaisons de mouvements possibles, lesquelles permettent de marcher sans tomber ?

 La planification de mouvements s’appuie sur la modélisation géométrique du robot et de son environnement, Chaque mouvement est alors calculé avant d’être exécuté. La marche par apprentissage, elle, procède par essais et erreurs afin de trouver les combinaisons de mouvements qui fonctionnent. Ces recherches en robotique offrent aussi un nouvel éclairage sur la dynamique du mouvement animal.

Degrés de liberté

En anatomie, chacun des mouvements possibles au niveau d’une articulation est un degré de liberté ou axe. Le bras humain dispose de sept axes, sans lesquels il serait impossible de se gratter le dos ou de nager le crawl. De même, l’espace géométrique dans lequel un robot peut se mouvoir est déterminé par ses mouvements possibles. Un bras robotique industriel possède cinq ou six axes en rotation. Une imprimante 3D en possède trois en translation : largeur, profondeur, hauteur

Des robots explorateurs

Comme autrefois la lunette astronomique de Galilée ou le premier microscope inventé par Leeuwenhoek, les robots sont devenus de véritables outils d’observation scientifique. Ils peuvent être envoyés dans les grands fonds océaniques, à l’intérieur du corps humain, sur d’autres planètes ou encore dans des vestiges archéologiques. Ils explorent ainsi des mondes jusqu’ici inaccessibles ou dangereux, procurant aux scientifiques des données qui font avancer leurs recherches.